高压输电线对公路选线的影响与处置

周银宝 （安徽宏泰交通工程设计研究院有限公司，安徽 合肥 230088）

随着中国电力用户的全覆盖，用电需求急剧增加，输送电线网也越来越密集，且长途输送，高压及特高压线路也逐渐增多，由于高压线路规划与公路规划的不同步，造成公路与高压线交叉现象越来普遍，成为制约公路选线的重要因素，另外由于公路设计人员对高压线路的不了解，在路线选择时就很难抉择，甚至有些设计人员根本没有考虑高压线对路线的影响，导致工程的重大变更。所以，如何选取经济、有效、合理的公路线位，是众多设计者面临解决的难题。

1 输电线路的设置要求

1.1 输电线路

我国常用的高压输电线路常见的有1000kV、800kV、500kV、330kV、220kV、110kV、35kV、10kV等，其中35kV以上为送电线路，为节约成本，且利于维修，输电线路基本采用明线架设，一般采用钢芯铝绞线，由于钢的机械强度高，铝的导电性能好，导线的内部有几股是钢丝，以承受拉力，外部为多股铝线，以传导电流，由于交流电的集肤效应，电流主要在导体外层通过，这就充分利用了铝的导电性能和钢的机械强度，优势互补。电力线路跨越高速及一级公路等结构物时不得设置接头。

一般通过观察分裂导线数量、绝缘子数量及塔高，可以基本判断电压等级。1000kV及800kV为八分裂导线，500kV为四或六分裂导线，220kV为双分裂导线，110kV以下为单导线；电压越高绝缘子数量也越多，一般每个绝缘子可以承受15～20kV电压。

1.2 杆塔

一般有水泥电杆和铁塔两种。水泥电杆一般由环形的钢筋混凝土杆段组成，构造简单、加工方便、价格便宜、使用寿命长、维护少，主要用于35kV以下电压线路。铁塔是用型钢组装的立体桁架，可做成不同的高度和形状，有钢管塔和型钢塔，铁塔机械强度大、使用年限长、维修少、价格高。

杆塔有多种类型，分为直线杆塔、耐张杆塔、转角杆塔、终端杆塔和特种杆塔5种，用途各不相同。

直线杆塔位于耐张杆塔中间，只承受垂直荷载和水平风压，直线杆塔较轻便，强度相对较低，数量最多。

耐张杆塔是为了防止线路断线时整条线路的直线杆塔倾倒，所以必须在一定的直线段两端设置，把断线限制在一定范围。

转角杆塔设在线路转角处，能承受垂直荷载及双向的水平力及风力。

终端杆塔设在路线的终端，不仅承受上部垂直荷载和水平风力，还需承受路线一侧的水平力，稳定性和机械强度较高。

特种杆塔主要有换位杆塔、跨越杆塔及分支杆塔等，线路较长时要用换位杆塔进行导线换位；跨越杆塔设在通航的河流、主要公路、铁路等两侧，保证线路的垂直距离；分支杆主要用在线路分支处，以便接出分支线。

杆塔高度主要受杆塔的档距、距地面的净空及电压等级等综合确定；一般绝缘子为垂直向下时为直线杆塔，水平拉伸时为耐张杆塔。

1.3 高压线净空与水平净距的要求

影响路线布设的主要因素是高压线杆塔位置、高度、电力线弧垂最低净空等，根据架空送电线路及公路路线等相关设计规范要求，不同标称电压对应于道路净空与水平净距要求如表1及表2；《公路路线设计规范》要求水平距离为高压线与公路的边沟外侧，架空输电线路相关规范要求水平距离为距路基边缘，两者存在一定的差距，有条件时尽量满足其中大值。

高压线与公路的净空要求 表1

高压线与公路水平距离要求 表2

2 高压线弧垂计算及变化

温度是高压线弧垂变化最主要的因素，环境温度的变化会导致应力变化，从而引起导线弧垂的变化，由于受到档距、杆塔高度、杆塔高差、气温、积雪等诸多因素影响，弧垂计算较为复杂，但是在安徽境内山区的高压塔标高较高且档距较大，对路线的选线影响较小，而在平原及低矮丘陵高压线交叉较多，由于高压杆塔高差小，可以对弧垂计算进行简化，从而计算出不同型号导线、不同档距在不同温度下的弧垂变化值。根据安徽省电力设计院针对常规的LGJ-240/30、LGJ-300/40、LGJ-400/50、LGJ-400/35 和 LGJ-630/45的导线计算结果，选取几种典型型号计算值，见表3。

从表3及表4可以得出：

①不同档距下，弧垂值的范围为1.7～27.05m，档距越大，弧垂值越大。

②在-20℃～20℃范围内，同档距不同型号导线的弧垂变化值在1～3m之间，而在20℃～40℃范围内，变化值基本小于1m。

③在-20℃～40℃范围内，同档距同型号导线的弧垂变化值在1.7～3.5m之间。

同档距，不同型号导线随温度变化范围仅有8～15cm。

所以在路线布设时，根据当时的气温、实测弧垂高度及杆塔档距等进行最不利季节线位净空的推算，以满足路线规范对于净空的要求。

不同型号导线温度变化弧垂变化值 表4

3 公路与高压线交叉的方式

公路选线时，对线位布设影响较大的主要为110kV以上高压输电线路，由于改造铁塔或迁移杆线造价较高，且影响电力的正常运行，一般选线时应遵循以下几个原则：

①优先选择平行布置，并满足与杆塔的净距要求；

②需要下穿时，应尽量从导线最大弧垂点与杆塔之间通过，有条件时，应同时满足净空及净距要求；

③相交叉时，以正交为宜，必须斜交时，其交叉的锐角应大于45。；

导线在不同档距、气温下弧垂（2510气象区）计算值表3

④由于受地形或其他因素限制，当与杆塔净距不足时，应采用特殊措施，保证行车时杆塔的安全。

4 公路与高压线交叉的方案处置

路线与高压线交叉时，应充分考虑各种因素，一般有以下几种可能及处理措施。

4.1 净空及净距均满足规范要求

现场实测弧垂高度，根据上述方法推算最不利季节线位处净空高度，如果能够满足规范要求，在布设线位时，尽量远离杆塔，既确保道路通行的安全，也能避免通行车辆与杆塔之间的安全隐患。

4.2 最大弧垂点净空不足

此种情况下，路线布设时，如果从最大弧垂点下穿，由于净空不足，必须对路基进行下挖处理，需设置泵站或U型槽等进行防排水，增加了工程造价，且施工时无法采用大型机械，施工难度也较大。所以，路线布设尽量向杆塔靠近，以满足净空要求。

4.3 与杆塔的净距不满足规范要求

由于地形、地物或其他因素影响，当路线布设必须靠近杆塔，且无法满足净距要求时，应采取特殊的安全措施进行处理，并向电力主管部门进行方案报批。

4.3.1 将杆塔置于道路中分带内

此种情况下，一般杆塔紧临路面边缘，中分带两侧必须设置较高防护等级的护栏，一般采用SS级护栏，避免车辆对杆塔造成碰撞。由于杆塔基础一般较大，而道路中分带一般在2m～6m，需设置渐变段进行渐变顺接。渐变段设置及长度应满足《道路交通标志和标线》规范要求。

即渐变段长度L（m）为：

L为渐变段长度，单位m；V为设计速度，单位km/h；W为变化宽度，单位m。渐变段长度不得小于计算值，同时应满足下表最小值要求，表5。

图1 渐变段设置示意图

4.3.2 将杆塔置于道路路侧

一般将杆塔置于路侧或侧分带内，需设置SS级护栏，对杆塔进行防护，对于有大型车辆运行时，护栏距离塔身的最小距离应大于车辆最大动态外倾当量值。

渐变段长度最小值表 表5

图2 路侧护栏防护

4.4 必须占用杆塔时

由于高压线迁移费用一般为每公里数百万元，造价高，且影响电力运营，社会影响大，所以对于220kV以上高压线塔拆迁难度大，很难实现。对于110kV以下的高压线，当无法绕避时，可考虑予以升高或拆除处理，但需提供对比方案，并进行充分论证，确定最终的路线方案。在进行工程概算时，应充分预留杆线迁移费用。

5 结语

随着公路的快速发展，公路与高压线交叉无法避免，公路选线时应提前收集高压走廊带的现状及规划图，在公路选线时应尽量绕避，对于必须交叉时，应实测拟下穿位置净空，根据高压等级、杆塔档距及温度等快速推算线位处净空，以保证下穿方案的可行性，对于不受限制时，尽量选择能直接满足规范要求的路线线位，以实现经济性。当杆塔净距不满足要求时，应将杆塔设置在中分带或侧分带内，并采取较高级别的安全防护措施，确保杆塔的安全。总之，在公路选线时，高压线的影响因素必须予以重视，并进行充分的论证，才能保证路线方案的合理、经济和可实施。